(57)【要約】【課題】  放射冷却空調方式を併用した置換換気空調システムであって、エネルギー効率が高くかつ空調設備のレイアウトの自由度が大きいものを提供する。【解決手段】  室内に淀んだ高温空気の層を、床側から吹き出す低温の空調空気の層で押上げ、天井側排気口から排気する置換換気空調システムにおいて、該システムの空調空気供給部11から独立して制御可能な放射冷却面32を室内空間に面して鉛直に設け、該放射冷却面近傍から発生した冷気流Ｃが高温空気Ｗを巻き込みながら流下するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に淀んだ高温空気の層を、床側から吹き出す低温の空調空気の層で押上げ、天井側排気口から排気する置換換気空調システムにおいて、
空調空気供給部11から独立して制御可能な放射冷却面32を室内空間に面して鉛直に設け、該放射冷却面近傍から発生した冷気流Cが上記高温空気Wを巻き込みながら流下するように構成したことを特徴とする置換換気空調システム。
【請求項２】
床面に到達したときの上記冷気流Cの温度が吹出し時の空調空気Ｓの温度と同じか該温度よりも高いことを特徴とする、請求項１記載の置換換気空調システム。
【請求項３】
空調対象領域A,Bと放射冷却面32との間の床面に空調空気吹出し口12を配置したことを特徴とする、請求項１記載の置換換気空調システム。
【請求項４】
上記放射冷却面32の上端部を、床面上方に存する発塵源104と同程度以下の高さに位置させたことを特徴とする、請求項１、請求項２、又は請求項３記載の置換換気空調システム。
【請求項５】
上記放射冷却面32を、床101から起立する間仕切り板34の表面の少なくとも一部として形成するとともに、放射冷却面32と冷熱源36との間に冷媒等供給ライン37を設けたことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の置換換気空調システム。
【請求項６】
上記間仕切り板34を、室内を移動可能な自立式の衝立としたことを特徴とする、請求項５記載の置換換気システム。
【請求項７】
上記放射冷却面32を、壁108乃至柱109の各側面の少なくとも一部として形成するとともに、放射冷却面32と冷熱源36との間に冷媒等供給ライン37を設けたことを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の置換換気空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射冷却空調方式を併用した置換換気空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気質の向上や空調エネルギーの低減を目的として、室内空気を空調空気と置き換える置換換気空調システム、即ちＤＶ空調システムが提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このシステムは、部屋の床側へ、室温よりやや低温の空調空気を、室内空気を攪拌しないように低速で（例えば0.50m/s以下で）吹き出して、室内空気を徐々に押し上げ、天井側排気口から排気するように構成されている。
【０００４】
このシステムでは、図１１に示す如く下から上へ徐々に高温となる複数の空気層を、攪拌せずに押し上げ、順次排気するから、タバコの煙などの汚染質の拡散を防止できるが、その反面、温度勾配が大き過ぎると足下が冷えて頭部が暑いという不快感を生じ、又、この不快感を避けるために空調空気の吹出し速度を大とすると、搬送動力が増大する。
【０００５】
これら不都合を避けるために、床側から低温低速の空調空気を吹き出す置換換気システムにおいて、天井裏全体に、空調機を装置した天井チャンバを形成し、該天井チャンバからの輻射熱（冷熱）で室内上部の熱溜まりを解消するものが提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開2001-4163号
【特許文献２】特開2000-121099号
【特許文献３】特開2002-243204号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献３のシステムにおいても、なお次のような不都合があった。
(1)このシステムは、置換換気空調の結果として発生した熱溜まりを解消するための手段として放射冷却を使用しているに過ぎず、空調対象領域の状況に応じて置換換気空調と放射冷却空調とのバランスを調整することができない。
(2)特に放射冷却機構は、天井全体から均一に冷熱を放射する構成のものであり、室内の一部、例えば執務領域に対して局所的に空調処理を施すことが出来ない。
(3)又、上記放射冷却機構は、天井近くの熱溜まりに冷却することで、該熱溜まり下方の居住域の温度勾配を間接的に緩和するので、エネルギー効率が低い。
(4)日本の様な高温多湿環境では、除湿のために室内への吹込み前の空気の温度を露点以下に下げる必要があるが、置換換気空調において、除湿した空気をそのまま室内へ吹き込むと吹込み温度が下がり過ぎるため、除湿後に再加熱する必要があり、エネルギー効率が更に低下する。
【０００７】
そこで、本発明は、高温空気の層を、床側から吹き出す低温の空調空気の層で押し上げて排気する置換換気空調システムにおいて、空調空気供給部から独立して制御可能な放射冷却面を鉛直に設けて、該放射冷却面から発生した冷気流が上記高温空気を巻き込みながら流下するように構成し、もってエネルギー効率が良くかつ空調設備のレイアウトの自由度が大きい空調システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第1の手段は、室内に淀んだ高温空気の層を、床側から吹き出す低温の空調空気の層で押上げ、天井側排気口から排気する置換換気空調システムにおいて、
空調空気供給部11から独立して制御可能な放射冷却面32を室内空間に面して鉛直に設け、該放射冷却面近傍から発生した冷気流Cが上記高温空気Wを巻き込みながら流下するように構成している。
【０００９】
第2の手段は、上記第1の手段を有し、かつ床面に到達したときの上記冷気流Cの温度が吹出し時の空調空気Ｓの温度と同じか該温度よりも高くしている。
【００１０】
第3の手段は、上記第1の手段を有し、かつ空調対象領域A,Bと放射冷却面32との間の床面に空調空気吹出し口12を配置している。
【００１１】
第4の手段は、上記第1の手段、第2の手段、又は第3の手段を有し、かつ上記放射冷却面32の上端部を、床面上方に存する発塵源104と同程度以下の高さに位置させている。
【００１２】
第５の手段は、上記第1の手段、第2の手段、第３の手段、又は第４の手段を有し、かつ上記放射冷却面32を、床101から起立する間仕切り板34の表面の少なくとも一部として形成するとともに、放射冷却面32と冷熱源36との間に冷媒等供給ライン37を設けている。
【００１３】
第６の手段は、上記第５の手段を有し、かつ上記間仕切り板34を、室内を移動可能な自立式の衝立としている。
【００１４】
第７の手段は、上記第1の手段、第2の手段、第3の手段、又は第4の手段を有し、かつ上記放射冷却面32を、壁108乃至柱109の各側面の少なくとも一部として形成するとともに、放射冷却面32と冷熱源36との間に冷媒等供給ライン37を設けている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上記構成のものであり、第1の手段に係る発明は次の効果を奏する。
○置換換気空調と、独自に制御可能な放射冷却空調とを併用したから、２つの空調作用のバランスをとって最適な空調環境を実現できる。
○特に部屋全体に溜まった熱を置換換気空調により、又、室内に局部的に発生した熱を放射冷却空調により行うことができるので、きめ細かな除熱が可能となる。
○鉛直な放射冷却面32から生ずる冷気流Ｃが室内の暖気を巻きこんで居住域内の温度成層を緩和するから、居住者の体に優しい快適な冷房を実現できる。
○冷房負荷の一部を放射冷却空調に負担させるから、所要の冷房効果を維持しながら空調空気の風量を抑えて、全体として省エネルギーを図ることができる。
○上記放射冷却面32での結露により室内空気を除湿できるので、従来の置換換気システムの如く空調ユニットにおいて冷却除湿した空気を、設定された吹出し温度まで再加熱する必要がなく、更に経済的である。
【００１６】
第２の手段に係る発明によれば、床面に到達したときの冷気流Cの温度が空調空気Ｓの吹出し温度以上となるようにしたから、居住者の足下が冷えることがない。
【００１７】
第３の手段に係る発明によれば、空調対象領域A,Bと放射冷却面32との間の床面に空調空気吹出し口12を設けたから、床に達した時の冷気流Ｃが空調空気Ｓよりも低温であっても、該冷気流が空調対象領域内に流入することを防止できる。
【００１８】
又、第４の手段に係る発明によれば、上記放射冷却面32の上端部を、床面上方に存する発塵源104と同程度以下の高さに位置させたから、発塵源から発生した塵埃が既述冷気流Ｃにより床側へ誘引されて、再度空調対象領域内へ吹き込まれ、空気質が劣化することを防止できる。
【００１９】
又、第５の手段に係る発明によれば、上記放射冷却面32を、床101から起立する間仕切り板34の表面の少なくとも一部として形成するとともに、放射冷却面32と冷熱源36との間に冷媒等供給ライン37を設けたから、室内の適所に随意上記間仕切り板34を設けることで、上記居住域内での温度差を効果的に緩和乃至低減することができる。
【００２０】
又、第６の手段に係る発明によれば、上記間仕切り板34を、室内を移動可能な自立式の衝立としたから、冷房装置としての衝立のレイアウトを自由に設定することができ、例えば扇風機などと同様に手軽に必要個所を冷房できる。
【００２１】
又、第７の手段に係る発明によれば、上記放射冷却面32を、壁108乃至柱109の各側面の少なくとも一部として形成するとともに、放射冷却面32と冷熱源36との間に冷媒等供給ライン37を設けたから、空調設備を設置するための特別なスペースを必要とすることがなく、限られた室内空間をより有意義に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明に係る置換換気システムの第1の実施形態を示している。尚、同図中、102は、床101上に配置した机、104は発塵源（及び発熱源）であるＯＡ機器、105は作業員、106は天井である。
【００２３】
本発明の置換換気システムは、空調空気供給部11と、室内空気排気部21と、放射冷却部31とで構成されている。該構成中、放射冷却部を除くシステムの構成部分は基本的には公知であり、まずこの公知部分について説明する。
【００２４】
空調空気供給部11は、室外に置かれた空調空気供給ユニット（図示せず）と、床101に開口した空調空気吹出し口12と、これら空調空気供給ユニットと空調空気吹出し口12とを連通する通気路13とで構成されている。上記空調空気吹出し口12は、空調空気の向きを側外方へ向ける邪魔板（図示せず）などを内装して、空調空気の風速（吹出し速度の上向き成分）がなるべく小さくなるように設けるとよい。該風速及び吹出し温度は、内部発熱条件及び壁からの熱授受条件などによって最適値が異なるが、一般的には、空調エリア全体での上向きの平均風速を0.05〜0.5m/s（より好ましくは0.05〜0.2m/s）、吹出し温度を20〜24℃程度に設計するとよい。もっとも上記平均風速を小さくするほど室内の温度勾配も大きくなるが、これに対する対策については後述する。又、上記空調空気吹出し口12は、執務領域Ａの内部及び周囲に設け、執務領域内の発塵源、特に机上のＯＡ機器などや作業員の上半身から生ずる塵を、吹き出した空調空気Ｓで包み込んで上方へ排出するように構成している。尚、図示例と異なり、部屋の壁面下部に設けた空調空気吹出し口12から、床面に沿って空調空気Ｓを吹き出すような構成とすることもできる。
【００２５】
室内空気排気部21は、天井107に開口された排気口22と、天井裏に排気路として形成された天井チャンバー23と、天井チャンバーと外部との間に設置された排気ファン24とで構成されている。
【００２６】
本発明のシステムは、置換換気空調のための上記空調空気供給部11及び室内空気排気部21の他に、空調空気供給部11から独立して制御可能な放射冷却部31を備えている。尚本明細書において「独立して」とは置換換気空調と放射冷却空調との熱処理の分担の割合を任意に選択することができることをいい、置換換気空調と放射冷却空調とを連動させることを排除する意味ではない。
【００２７】
上記放射冷却部31は、気流制御及び除湿手段を兼ねた放射冷却面32を具備する間仕切り板34と、該間仕切り板を冷熱源36に接続するための冷媒等供給ライン37とで形成している。
【００２８】
上記間仕切り板34は、表裏両側に取り付けた放射冷却パネル33の外面で上記放射冷却面32を形成するとともに、該放射冷却パネル33を冷却するための冷却装置（図示せず）、例えばヒートパイプや熱電素子を内蔵しており、上記冷熱源36から冷媒等供給ライン37を介して供給された冷媒乃至電力により放射冷却面32を冷却することで、放射冷却作用を発揮するとともに、放射冷却面32の近傍に冷気流Cを発生させることができ、更に必要により室内の水蒸気を放射冷却面上に結露させることが可能に構成している。放射冷却空調の強度は、置換換気空調とは無関係に制御可能とすることが望ましく、特に間仕切り板34の適所に強度調整用の制御パネル（図示せず）を設けておくと良い。又、本実施形態では、上記間仕切り板34を、自立手段35（図示の例では１対の脚台）を備えた衝立として室内を自由に移動可能に構成しており、特に複数の間仕切り板34…を室内に自由に配置して、所要の空調対象領域に対して局部的な空調をすることが可能に設けている。間仕切り板の好適な配置については後述する。
【００２９】
上記間仕切り板34の高さは、居住域Ｒの高さに対応させることが望ましい。例えば図示の如く座って作業をするオフィス空間を仕切るときには、床面から椅子に座った居住者の頭頂までの高さ（1.20〜1.40m程度）に、通路などを仕切るときには、居住者の身長程度の高さ（1.50〜1.80m程度）とすることができる。又、天井107付近には、塵埃を含む熱溜まりが形成されていることが多いので、この熱溜まりを上記冷気流Cで床側に引き込まないようにするために、天井107と間仕切り板34（或いは放射冷却面）の上端部との間に間隔をとることが望ましい。
【００３０】
又間仕切り板34を除湿手段として用いる場合には、その表裏両面下端部の全幅部分に、それぞれ巾方向に長い受皿（図示せず）を設けると良い。
【００３１】
上記放射冷却面32は、冷気流Cの発生手段であるとともに該冷気流Cを床面側へ案内するガイド面を兼ねており、床面付近から直線的に起立する１枚の鉛直面で形成することが望ましい。尚、本発明において、「鉛直」とは水平面に対して厳密に直角な状態に限らず、放射冷却面に沿った冷気流の降下を実現できる範囲で傾斜した状態を含むものとし、又、「鉛直面」とは、鉛直平面に限らず、放射冷却パネルを設置する場所や空調対象領域の形状にあわせて、上面視曲線状（例えば円弧状）で縦断面直線状の鉛直湾曲面とすることは自由である。
【００３２】
又、上記放射冷却面32は、図示例と異なり、間仕切り板34の表裏両面のうちどちらかの一方のみに形成しても良く、又、間仕切り板34の表面乃至裏面の一部、例えば表面の上半部のみを放射冷却面とし、該放射冷却面下方の表面部分を放射冷却面と面一に連続する気流ガイド面としても良い。
【００３３】
放射冷却面32の表面温度は、少なくとも室温の設定温度よりも低い温度とするものとし、仮に室温の設定温度が26℃程度の場合であれば、例えば16〜20℃の範囲で、冷気流による温度勾配緩和効果が得られるように定めるとよい。
【００３４】
一般に、空調空間への吹出し速度が小さいときには、温度勾配が大きくなるため、放射冷却面32の設定温度を低くすることが望ましい。
【００３５】
又、放射冷却面32に結露による除湿作用を持たせる場合には、その表面温度を露点温度よりも低温とするものとし、更に12℃程度にまで設定温度を低くすることができる。例えば室温の設定温度を26℃、設定湿度を50％としたときに放射冷却面32の温度を13〜14℃とすると好適である。
【００３６】
他方、放射冷却面32の表面温度が低過ぎると、冷気流Cの温度が下がり過ぎて作業員の足下にまで冷気が達成するおそれがあり、これを回避するためには放射冷却面から床面へ流下した冷気流Cの温度が、吹出し口から吹き出す空調空気Ｓの温度よりも高くなるように放射冷却面32の温度を調節すれば良い。このために好適な放射冷却面32の温度は、室温の設定温度を26℃、吹出しの際の空調空気Ｓの温度を23℃としたときに12℃程度である。
【００３７】
間仕切り板34の配置は、執務領域Ａ内の人やＯＡ機器等の発熱源に対して放射冷却面32を対向させるように定めることが望ましく、又、好適な実施例においては、上記間仕切り板34…は、図示の如く執務領域Ａの左右両側に、或いは四方を囲むように配置している。間仕切り板34と執務領域Ａとの間には、冷気流Cが執務領域Ａ側から空気を引きこんで流下する混合領域として、約20〜40cm程度の間隙をとると良く、そうすれば執務領域Ａ内で発生した塵などが上記冷気流Cにより床側に引き込まれることを防止できる。又、図示例では、間仕切り板34と執務領域Ａとの間に、空調空気Ｓの吹出し口12を設けて、冷気流Cが作業員の足元に届かないようにしている。
【００３８】
上記構成において、執務領域Ａ内の空気は人やＯＡ機器などの発熱源により温められて高温となっている。そこへ空調空気吹出し口12から低温の空調空気Ｓを徐々に吹き出すと、該空調空気は執務領域Ａ内にもともと存在した高温空気よりも比重が大きいので、該高温空気と殆ど混合せずに高温空気層を押し上げ、天井側の排気口22から外部へ排気する。この過程で執務領域Ａ内には図１に示す如く温度成層が形成される。又冷熱源36から間仕切り板34へ冷媒又は電力を供給すると、放射冷却面32の近傍において図１に白矢印で示す如く冷気流Cを発生させ、該冷気流Cが上述の高温空気層を巻き込みながら、床101側の空調空気Ｓ層内へ下降する。この下降気流は、執務領域Ａにおける上昇気流の一部を床側へ引き戻して、室内空気の対流を生ずるが、この対流は、通常の対流空調のそれと異なって、間仕切り板34に沿って生ずる局部的なものである。この局部的対流により、執務領域Ａにおける過度に大きな温度勾配が緩和される。又、執務領域Ａから間仕切り板34側へ誘引された高温空気は、該空気中の水蒸気が放射冷却面32上に結露することで除湿される。これにより、もともと空調空気供給部11の空気調和ユニットで処理していた除湿作業の一部を間仕切り板34の放射冷却パネル32に分担させることができる。
【００３９】
以下本発明の他の実施形態を説明する。尚、上記第1の実施形態と同じ構成については同一の符号を付することで説明を省略する。
【００４０】
図２は、本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態は、上記間仕切り板34に形成した放射冷却面32の上端部を、執務領域Ａ内の主たる発塵源104の高さとほぼ同じ高さ或いは発塵源の下方に位置させるように構成したものであり、特に間仕切り板34と執務領域Ａとの間に十分な距離がとれないときに有利な実施形態である。
【００４１】
即ち、既述の通り、間仕切り板34と執務領域Ａとの間隔が少ないと該執務領域内で発生した塵埃の一部が上記冷却気流により床側へ引き込まれ、該冷気流Cと共に執務領域Ａ内へ帰還するために、該執務領域Ａ内の空気質が悪くなるおそれがある。そこで本実施形態は、執務領域Ａ内の主な発塵源の位置とほぼ等高或いは低い位置から冷気流Cが発生するように設け、該冷気流Cが執務領域Ａ内の塵埃を床側へ引き込まないようにしたものである。
【００４２】
執務領域Ａ内の主たる発塵源104は、オフィス空間の場合には、例えば机上のノート類や、パソコン・卓上蛍光灯の如きＯＡ機器などであると考えられ、特にそれらＯＡ機器等の頂面などには埃が溜まり易い。従って間仕切り板34側への上記塵埃の誘引を防止するためには、上記放射冷却面32の上端部は、上記ＯＡ機器の頂面位置よりも下方に、より好ましくは机の頂板103上面よりも下方に位置させることが良いこととなる。もっともＯＡ機器等の如く発塵源104が発熱源でもある場合には、放射冷却面32の上端位置を低くすることで上記発熱源との距離が大となり、放射冷却作用も低下するので、冷却効果と空気質との兼ね合いを考慮しながら、放射冷却面32の高さを決定する必要がある。
【００４３】
以上の構成において、空調空気吹出し口12から空調空気Ｓを吹き出しながら、放射冷却面32から冷気を放出すると、放射冷却面32の上端部付近或いは該上端部よりも下方の領域では図示の如く執務領域Ａから間仕切り板34側へ水平気流を引き込むとともに、放射冷却面32上端よりも上方の領域では発塵源104から塵を含んだ上昇気流が立ち上り、これら気流は殆ど交じり合わないから、塵埃が間仕切り板34側へ誘引されることを防止できる。
【００４４】
図３は、本発明の第３の実施形態を示している。該形態は、第1実施形態の空調システム及びその放射冷却部31の構成を一部変更した空調システムを併用したものである。
【００４５】
同図中Ａは執務領域であり、他方Ｂは喫煙コーナーを兼ねた休憩領域である。これら両領域は、複数の間仕切り板34…で仕切られている。執務領域Ａにおける空調システムの構成は第1実施形態で示したものと実質的に同じである。
【００４６】
上記休憩領域Ｂにおいては、該領域に面する壁108の内面及び柱109の側面の少なくとも一部を放射冷却面32に形成している。該放射冷却面は、第1実施形態の場合と同様に放射冷却パネル33の表面で形成することができ、該放射冷却パネル33は、その背面に、冷熱源と連通させたヒートパイプや熱電素子（図示せず）を設けて冷却可能に設ければ良い。尚、図示の例では、壁付き柱の一面に放射冷却面32を形成しているが、例えば、壁から独立した、横断面方形乃至円形の独立柱の周面を放射冷却面32に形成しても良い。
【００４７】
上記壁108乃至柱109に形成された放射冷却面32の上端部と天井面との間には、第1実施形態の場合と同様に天井付近の熱溜まりからの空気の誘引を避けるための間隙を設けることが望ましい。
【００４８】
更に、第２実施形態で述べた如く、上記壁乃至柱に形成された放射冷却面32の高さと、執務領域Ａ内の発塵源の高さとは一致させることができる。
【実施例１】
【００４９】
図４から図７は、本発明の一実施例であり、作業部屋の壁の一面に設けた放射冷却面を利用して放射冷却空調と置換換気空調とを同時に行なったときの気流の向き・風速、及び温度勾配をシュミレーションしたものである。室内の平均的な温度を26℃に設定し、この温度を実現するために、高さ0.4mの吹出し口12から、22.5℃の空調空気Ｓを吹出し速度0.25m/sで吹出すとともに、高さ1.5ｍ、幅３ｍの２枚の放射冷却パネル33を作業領域近くの壁に設け、各放射冷却パネル33の表面温度を16℃として置換換気空調及び放射冷却空調を並行して行なった。
【００５０】
図４は、シュミレーションの対象とした作業室を上方から見た図である。左右に細長い作業室の左右両部にそれぞれ机102,102が配置され、各机の上には発塵源104であると同時に発熱源であるＯＡ機器が配置され、かつ各机毎に２名の作業員105がいる。作業部屋の右側側面の下部には、空調空気吹出し口12が設けられ、各机の一方端部側には、放射冷却パネル33を付設している。
【００５１】
図５は、上記作業室を図４のＶ−Ｖ線方向に沿って見た図に、室内の温度勾配、及び気流の風向・風速を描いたものである。即ち、同図中の各曲線は等温線であり、又矢印の向きと長さはそれぞれ風向及び風速を示している。更に同図中、室内の斜線部分は、机の頂板103該頂板上に置かれたＯＡ機器104、及び作業員105の身体主要部（頭部及び胴部）を模式的に略矩形の図形として描いたものであり、それ以外の部分はシュミレーション計算の上省略されている。
【００５２】
図６は、上記作業室を図４のVI−VI線方向に沿って見た図に上記温度勾配等を描いたものである。同図中の斜線部分は、机頂板103の放射冷却パネル33側の端面である。
【００５３】
図７は、上記作業室を図４のVII−VII線方向に沿って見た図に上記温度勾配を表す等温線と風向き・風速を表す矢印とを描いたものである。
【００５４】
上記図５が示すように、空調空気吹出し口12から吹き出した低温の空調空気Ｓは、室内の熱を奪いながら床面に沿って徐々に流れていき、床近傍の空間全域へ行き渡った後に部屋全体としてゆっくりと上昇し、そして天井側の排気口（図示せず）から排気される。発熱源であるＯＡ機器からは、周囲の空気を貫いて熱気流Ｈが吹き上げているが、この熱気流部分を除いた居住空間においては、24℃から26℃までの各等温線が上下方向に階層的に並んでおり、上方ほど高温となる温度成層を形成している。居住域Ｒのうち図５において放射冷却パネル33と重なる領域での温度勾配を検討するために、この領域において鉛直線Ｄ、及びＥを引き、かつ、Ｄ線上での居住域の上限及び下限をそれぞれ点ｄ1，ｄ2で、又、Ｅ線上での上限及び下限を点ｅ1，ｅ2でそれぞれ表すと、ｄ1，ｄ2間でのＤ線部分と交差する等温線は24℃線から26℃線までの各線であって、その間の温度差は約2℃であり、また、ｅ1，ｅ2間でのＥ線部分と交差する等温線は23℃から26℃までの各線であってその間の温度差は約3℃である。この温度勾配については更に後述する。
【００５５】
又、図６においても、24℃から26℃までの各等温線が上下方向に階層的に並んでおり、明瞭な温度成層が観察される。図５に対応する鉛直線Ｄ、Ｅ上において、線分ｄ1ｄ2間のＤ線部分と交差する等温線は22℃から25℃までの各線であってその間の温度差は約３℃であり、他方、線分ｅ1ｅ2と交差する等温線も25℃から22℃までの各線であって温度差は約３℃である。また、放射冷却パネル33の輪郭を示す実線内では、風向きを示す矢印が下向きとなっており、冷気流Ｃが床側へ流下している様子を示している。
【００５６】
図８から図１０は、比較例として、上記放射冷却空調をせずに置換換気空調をしたときの気流及び温度勾配をシュミレーションしたものである。このシュミレーションの条件は、基本的には図４から図７の場合と同じであるが、放射冷却空調による冷房効果がないので、室内平均温度を同じ温度とするためには、置換換気空調の冷房強度を大としなければならない。そこで空調空気Ｓの吹出し温度を21℃に設定している。尚、風速は図４乃至図７の場合と同じ0.25m/sとしている。尚、図８から図１０のシュミレーションの対象となった作業室は、放射冷却パネル33がないことを除き図４のものと同じである。
【００５７】
図８において、図５に対応して鉛直線Ｄ，Ｅを引くと、線分ｄ1ｄ2間のＤ線部分と交差する等温線は22℃から27℃までの各線であってその間の温度差は約５℃であり、又、線分ｅ1ｅ2と交差する等温線も22℃から27℃までの各線であって温度差は５℃である。これらの温度差を、図５の場合での対応範囲での温度差２〜３℃と比較すると、明らかに図８の方が温度勾配が大きい。特に図８では作業員の腰から頭部にかけての範囲で等温線の間隔が狭く、即ち温度勾配が大きくなって、腰の位置と頭部の位置との間で５〜６℃の温度差があるのに対して、図５では対応位置での温度差がおおよそ２〜３℃程度に収まっていることが判る。
【００５８】
又、図９において、図６の鉛直線する線Ｄ，Ｅのうち、線分ｄ1ｄ2及び線分ｅ1ｅ2と交差する等温線は、それぞれ22℃から27℃までの各線であってその間の温度差は約５℃である。この温度差も、図６の場合での対応範囲の温度差約3℃よりも大きい。
【００５９】
これらのことは、本発明の空調置換換気システムにおいて、放射冷却パネルを併用することで、図４のV−V線及びVI−VI線上での温度勾配が緩和されたことを示している。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第1実施形態に係る空調システムの正面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る空調システムの正面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る空調システムの平面図である。
【図４】本発明の空調システムの実施例の平面図である。
【図５】図４のシステムについて空気の流れ及び温度分布の様子をシュミレーションしたものを、同図V−V方向に見た図である。
【図６】図４のシステムについて空気の流れ及び温度分布の様子をシュミレーションしたものを、同図VI−VI方向に見た図である。
【図７】図４のシステムについて空気の流れ及び温度分布の様子をシュミレーションしたものを、同図VII−VII方向に見た図である。
【図８】従来の空調システムについて、図５に対応する向きから空気の流れ及び温度分布の様子をシュミレーションした図である。
【図９】図８に示す従来の空調システムについて、図６に対応する向きから空気の流れ及び温度分布の様子をシュミレーションした図である。
【図１０】図７に示す従来の空調システムについて、図７に対応する向きから空気の流れ及び温度分布の様子をシュミレーションした図である。
【図１１】従来の他の置換空調システムの説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
11…空調空気供給部  12…空調空気吹出し口  13…通気路
21…室内空気排気部  22…排気口  23…天井チャンバー  24…排気ファン
31…放射冷却部  32…放射冷却面  33…放射冷却パネル  34…間仕切り板
35…自立手段  36…冷熱源  37…冷媒等供給ライン
101…床  102…机  103…頂板  104…発塵源  105…作業員
107…天井  108…壁  109…柱
Ｃ…冷気流  Ｗ…高温空気  Ｓ…空調空気  H…熱気流
Ｒ…居住域  Ａ…執務領域  Ｂ…休憩領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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